我校教师在电容去离子处理污染水领域取得进展

近日，我校材料科学与工程学院黄新华副教授在电容去离子研究领域取得进展，研究成果相继在Desalination (IF = 11.21)和Separation and Purification Technology (IF = 9.13)国际重要期刊连续报道。

电容去离子（CDI）是一种纯电容性工艺，其工作机制与超级电容器的储能机制一样，主要依靠工作电极表面形成的双电层和法拉第效应实现对离子的电吸附。因此，提高CDI性能可以从提高电极材料的比表面积以及引入具有氧化还原位点。然而比表面积的构筑比较繁琐，而且对各类离子的吸附不具有选择性。因此开发具有选择性电吸附的电极材料仍是一个挑战。鉴于此，黄新华副教授课题组从构建法拉第效应和电子结构调控的两个角度开展相关研究。

通过牺牲模板法，原位引入氧化锰的氮掺杂碳纳米管。该材料通过引入氧化还原性很强的氧化锰颗粒，从而结合碳基质自身的氮元素，进一步构建了碳缺陷，形成了大量的活性吸附位点，加快了电荷传输。结合制备过程中形成的丰富的孔洞结构，大大提高了电极材料对罗丹明B阳离子的吸附性能。相关研究成果以“In-situ polymerization induced Mn₂O₃sites as intrinsic carbon defects for capacitive organic dye removal”为题发表在Separation and Purification Technology（2022, 287, 120583）上。

该课题组在引入非氧化还原的单原子Zn在氮掺杂碳材料中，进一步提高氮活性位的电荷密度，从而优化了电极材料对重金属离子的吸/脱附能力，并实现对特定重金属离子的选择性吸附，相关研究成果以“Enhancement of Zn-N-C charge-directed rearrangement for high-performance selectivity of heavy metal ions in capacitive deionization”为题，发表在Desalination (2023, 557, 116597)。

黄新华副教授为上述论文的通讯作者，硕士生李潇楠、王芷柔、金美月、秦冬寅和童余祖笛为课题的完成做出了重要贡献。

此研究成果得到了国家自然科学基金面上项目，安徽省自然科学基金面上项目，以及留学人员创新项目择优资助计划项目等基金的资助。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.desal.2023.116597；

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.seppur.2022.120583